DE102019216228A1 - Spark plug to increase the combustion speed of a petrol engine - Google Patents

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Jae-Man Cho
Hong Kil Baek
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Abstract

Eine Zündkerze zum Erhöhen der Verbrennungsgeschwindigkeit eines Benzinmotors kann Elektroden einer Zündkerze aufweisen, die ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft in einer Brennkammer eines Verbrennungsmotors entzünden, wobei die Elektroden der Zündkerze an einer Position positioniert sind, an der eine hohe Strömungsgeschwindigkeit vorliegt, und ein Endabschnitt eines Körpers der Zündkerze und ein Endabschnitt eines Zylinderkopfes, auf dem die Zündkerze angeordnet ist, auf einer diagonalen Linie positioniert sind, um eine Tumbleströmung nach unten zu induzieren und eine an der Zündkerze erzeugte Flamme sich zu einem mittleren Abschnitt der Brennkammer ausdehnen zu lassen, wo die turbulente Strömungsenergie hoch ist, so dass sowohl eine anfängliche Verbrennungsgeschwindigkeit als auch eine Hauptbrennungsgeschwindigkeit hoch sind.A spark plug for increasing the combustion speed of a gasoline engine may have electrodes of a spark plug that ignite a mixture of fuel and air in a combustion chamber of an internal combustion engine, the electrodes of the spark plug being positioned at a position where there is a high flow rate, and an end portion of one Body of the spark plug and an end portion of a cylinder head on which the spark plug is arranged are positioned on a diagonal line to induce tumble flow downward and a flame generated at the spark plug to expand to a central portion of the combustion chamber where the turbulent flow energy is high, so that both an initial burn rate and a main burn rate are high.

Description

QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATION

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 14. Dezember 2018 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2018-0162008 , deren gesamter Inhalt durch diesen Verweis für alle Zwecke aufgenommen ist.This application claims priority from those filed on December 14, 2018 Korean Patent Application No. 10-2018-0162008 , the entire content of which is incorporated by reference for all purposes.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Technisches GebietTechnical field

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zündkerze zur Erhöhung der Verbrennungsgeschwindigkeit eines Benzinmotors. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Zündkerze zur Erhöhung der Verbrennungsgeschwindigkeit eines Benzinmotors, bei der Elektroden der Zündkerze, die eine anfängliche Verbrennung durchführen, an einer Position positioniert sind, an der eine hohe Strömungsgeschwindigkeit vorliegt, und eine Form eines Körpers der Zündkerze und eine Form einer Montageeinheit (Zylinderkopf) so abgeändert sind, dass eine Strömung nach unten induziert wird, damit sich eine an der Zündkerze erzeugte Flamme zu einem mittleren Abschnitt einer Brennkammer ausdehnen kann, in der eine turbulente Strömungsenergie hoch ist, so dass sowohl eine anfängliche Verbrennungsgeschwindigkeit als auch eine Hauptverbrennungsgeschwindigkeit hoch sind.The present invention relates to a spark plug for increasing the combustion speed of a gasoline engine. More particularly, the present invention relates to a spark plug for increasing the combustion speed of a gasoline engine, in which electrodes of the spark plug that perform an initial combustion are positioned at a position where there is a high flow rate, and a shape of a body of the spark plug and Form of a mounting unit (cylinder head) are modified so that a downward flow is induced so that a flame generated at the spark plug can expand to a central portion of a combustion chamber in which a turbulent flow energy is high, so that both an initial combustion rate and a main combustion rate are also high.

Beschreibung des Stands der TechnikDescription of the Prior Art

Im Allgemeinen ist eine Zündkerze, die eine Zentralelektrode und eine Masseelektrode aufweist, die sich in axialer Richtung gegenüberliegen und einen Funkenentladungsspalt definieren, als Zündmittel für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs bekannt. Die Zündkerze erzeugt eine Funkenentladung in dem Funkenentladungsspalt, und die Funkenentladung entzündet ein Gasgemisch in einer Brennkammer des Verbrennungsmotors.In general, a spark plug, which has a central electrode and a ground electrode, which face each other in the axial direction and define a spark discharge gap, is known as ignition means for an internal combustion engine of a vehicle. The spark plug generates a spark discharge in the spark discharge gap, and the spark discharge ignites a gas mixture in a combustion chamber of the internal combustion engine.

In der Brennkammer werden Fluidströme (d.h. Strömungen des Gasgemisches) wie z.B. Wirbelströmungen oder Tumbleströmungen ausgebildet, und es kann eine Zündleistung gewährleistet werden, da die Fluide auch in dem Funkenentladungsspalt entsprechend strömen.Fluid flows (i.e. flows of the gas mixture) such as e.g. Eddy currents or tumble currents are formed, and ignition performance can be ensured since the fluids also flow accordingly in the spark discharge gap.

Im Übrigen ist gemäß einem Zustand, in dem die Zündkerze im Verbrennungsmotor befestigt ist, ein Abschnitt der an einem Kopfabschnitt eines Gehäuses befestigten Masseelektrode manchmal an einer stromaufwärts gelegenen Seite des Funkenentladungsspalts basierend auf einer Strömungsrichtung angeordnet. Im vorliegenden Fall wird die Strömung in der Brennkammer durch die Masseelektrode blockiert, so dass befürchtet wird, dass die Strömung in der Nähe des Funkenentladungsspalts stagniert. Daher besteht die Sorge, dass sich die Zündleistung der Zündkerze verschlechtert. Das heißt, je nach dem Zustand, in dem die Zündkerze im Verbrennungsmotor befestigt ist, besteht die Befürchtung, dass ein Problem der Unregelmäßigkeit der Zündleistung der Zündkerze auftreten wird. In letzter Zeit wird häufig ein Verbrennungsmotor eingesetzt, der einen Magerbetrieb verwendet. Beim derzeitigen Verbrennungsmotor besteht jedoch die Befürchtung, dass sich die Verbrennungsstabilität je nach dem Zustand, in dem die Zündkerze befestigt ist, verschlechtert.Incidentally, according to a state in which the spark plug is mounted in the internal combustion engine, a portion of the ground electrode attached to a head portion of a case is sometimes arranged on an upstream side of the spark discharge gap based on a flow direction. In the present case, the flow in the combustion chamber is blocked by the ground electrode, so that it is feared that the flow will stagnate in the vicinity of the spark discharge gap. Therefore, there is a concern that the ignition performance of the spark plug deteriorates. That is, depending on the state in which the spark plug is fixed in the internal combustion engine, there is a fear that a problem of irregularity in the ignition performance of the spark plug will occur. Recently, an internal combustion engine using lean operation has been widely used. However, in the current internal combustion engine, there is a fear that the combustion stability deteriorates depending on the state in which the spark plug is attached.

In einem allgemeinen Benzinmotor wird der Motorwirkungsgrad erhöht (der Kraftstoffverbrauch wird verbessert), wenn die Verbrennungsgeschwindigkeit erhöht wird. Wenn an der Zündkerze eine Flamme erzeugt wird und sich dann ein Flammenpunkt ausbreitet, wird eine anfängliche Verbrennungsgeschwindigkeit höher, wenn eine Strömungsgeschwindigkeit an einer Stelle erhöht wird, an der die Flamme erzeugt wird. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird und damit eine turbulente Strömung erzeugt wird (Hauptverbrennung), wird die Verbrennungsgeschwindigkeit mit zunehmender turbulenter Strömungsenergie höher.In a general gasoline engine, engine efficiency increases (fuel consumption improves) as the combustion rate increases. When a flame is generated on the spark plug and then a flame point spreads, an initial combustion rate becomes higher as a flow rate is increased at a location where the flame is generated. If the flow velocity is increased and thus a turbulent flow is generated (main combustion), the combustion velocity increases with increasing turbulent flow energy.

Die Position, in der die Strömungsgeschwindigkeit hoch ist und die Position, in der die turbulente Strömungsenergie hoch ist, stehen jedoch in einem Kompromiss-Verhältnis, und daher besteht das Problem, dass es schwierig ist, die Verbrennung unter einer Bedingung durchzuführen, in der sowohl die anfängliche Verbrennungsgeschwindigkeit als auch die Hauptverbrennungsgeschwindigkeit hoch sind.However, the position in which the flow velocity is high and the position in which the turbulent flow energy is high are in a compromise ratio, and therefore there is a problem that it is difficult to carry out the combustion under a condition in which both the initial burn rate as well as the main burn rate are high.

Das heißt, wie in 1A dargestellt, ist die Strömungsgeschwindigkeit an einem Mittelabschnitt der Brennkammer niedrig und an einem Außenumfang der Brennkammer hoch. Im Gegensatz dazu ist, wie in 1B dargestellt, die turbulente Strömungsenergie aufgrund einer Geschwindigkeitsabweichung (dV/dt) im mittleren Abschnitt der Brennkammer hoch und am äußeren Umfang der Brennkammer niedrig.That is, as in 1A the flow rate is low at a central portion of the combustion chamber and high at an outer periphery of the combustion chamber. In contrast, as in 1B shown, the turbulent flow energy due to a speed deviation (dV / dt) high in the central section of the combustion chamber and low on the outer periphery of the combustion chamber.

Im vorliegenden Fall ist die zeitliche Geschwindigkeitsabweichung am mittleren Abschnitt der Brennkammer groß, weil die Strömungsgeschwindigkeit niedrig und instabil ist, und die zeitliche Geschwindigkeitsabweichung am äußeren Umfang der Brennkammer ist gering, da die Strömungsgeschwindigkeit hoch und stabil ist.In the present case, the temporal speed deviation at the central portion of the combustion chamber is large because the flow speed is low and unstable, and the temporal speed deviation at the outer periphery of the combustion chamber is small because the flow speed is high and stable.

Das heißt, wie in 2 dargestellt, wird eine Zündkerze 1 an einer Position positioniert, an der die anfängliche Verbrennungsgeschwindigkeit, die an einer Position hoch ist, an der die Strömungsgeschwindigkeit hoch ist, und die Hauptverbrennungsgeschwindigkeit, die an einer Position hoch ist, an der die turbulente Strömungsenergie hoch ist, beide moderat sind, und als Folge davon besteht ein Problem darin, dass es schwierig ist, eine Verbrennung unter einer Bedingung durchzuführen, bei der sowohl die anfängliche Verbrennungsgeschwindigkeit als auch die Hauptverbrennungsgeschwindigkeit am höchsten sind.That is, as in 2nd shown, a spark plug 1 is positioned at a position where the initial Combustion speed, which is high at a position where the flow rate is high, and the main combustion rate, which is high at a position where the turbulent flow energy is high, are both moderate, and as a result, there is a problem in that it is difficult to carry out combustion under a condition in which both the initial combustion speed and the main combustion speed are highest.

Die in diesem Hintergrund des vorliegenden Erfindungsabschnitts enthaltenen Informationen dienen nur der Verbesserung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der vorliegenden Erfindung und dürfen nicht als Anerkennung oder Anregung dafür angesehen werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann bereits bekannt ist.The information contained in this background of the present section of the invention is only intended to improve the understanding of the general background of the present invention and should not be regarded as an acknowledgment or suggestion that this information constitutes the prior art which is already known to a person skilled in the art.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION

Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, eine Zündkerze zum Erhöhen der Verbrennungsgeschwindigkeit eines Benzinmotors vorzusehen, bei der Elektroden der Zündkerze, die eine anfängliche Verbrennung durchführen, an einer Position positioniert sind, an der eine hohe Strömungsgeschwindigkeit vorliegt, und eine Form eines Körpers der Zündkerze und eine Form eines Zylinderkopfes, an dem die Zündkerze montiert ist, so verändert sind, dass eine Strömung nach unten induziert wird, damit sich eine an der Zündkerze erzeugte Flamme zu einem mittigen Abschnitt einer Brennkammer ausdehnen kann, wo turbulente Strömungsenergie hoch ist, so dass sowohl eine anfängliche Verbrennungsgeschwindigkeit als auch eine Hauptbrennungsgeschwindigkeit hoch ist.Various aspects of the present invention are directed to providing a spark plug for increasing the combustion speed of a gasoline engine, in which electrodes of the spark plug that perform initial combustion are positioned at a position where there is a high flow speed and a shape of a body of the Spark plug and a shape of a cylinder head on which the spark plug is mounted are modified to induce a downward flow so that a flame generated at the spark plug can expand to a central portion of a combustion chamber where turbulent flow energy is high, so that both an initial burn rate and a main burn rate are high.

Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung richten sich auf das Vorsehen einer Zündkerze zur Erhöhung der Verbrennungsgeschwindigkeit eines Benzinmotors, bei der Elektroden einer Zündkerze 1, die ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft in einer Brennkammer 21 eines Verbrennungsmotors zünden, an einer Position mit hoher Strömungsgeschwindigkeit positioniert sind, und ein Endabschnitt eines Körpers 10 der Zündkerze und ein Endabschnitt eines Zylinderkopfes 20, auf dem die Zündkerze angeordnet ist, auf einer diagonalen Linie positioniert sind, um eine Tumbleströmung nach unten zu induzieren und eine an der Zündkerze 1 erzeugte Flamme sich zu einem mittleren Abschnitt der Brennkammer ausdehnen zu lassen, wo die turbulente Strömungsenergie hoch ist, so dass sowohl eine anfängliche Verbrennungsgeschwindigkeit als auch eine Hauptbrennungsgeschwindigkeit hoch sind.Various aspects of the present invention are directed to the provision of a spark plug to increase the combustion rate of a gasoline engine, in the electrodes of a spark plug 1 which is a mixture of fuel and air in a combustion chamber 21st of an internal combustion engine, are positioned at a high flow velocity position, and an end portion of a body 10th the spark plug and an end portion of a cylinder head 20th on which the spark plug is located are positioned on a diagonal line to induce tumble flow down and one on the spark plug 1 generated flame to expand to a central portion of the combustion chamber where the turbulent flow energy is high so that both an initial combustion rate and a main combustion rate are high.

Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die wie vorstehend beschrieben ausgestaltet ist, werden die Elektroden der Zündkerze, die eine anfängliche Verbrennung durchführen, an einer Position positioniert, an der eine hohe Strömungsgeschwindigkeit vorliegt, und eine Form des Körpers der Zündkerze und eine Form des Zylinderkopfes werden so verändert, dass die Strömung nach unten induziert wird, damit sich eine an der Zündkerze erzeugte Flamme in Richtung des mittleren Abschnitts der Brennkammer ausdehnen kann, in dem die turbulente Strömungsenergie hoch ist, so dass sowohl die anfängliche Verbrennungsgeschwindigkeit als auch die Hauptverbrennungsgeschwindigkeit hoch sind, und dadurch der Motorwirkungsgrad verbessert werden kann.According to an exemplary embodiment of the present invention configured as described above, the electrodes of the spark plug that perform an initial combustion are positioned at a position where there is a high flow rate, and a shape of the body of the spark plug and a shape of the The cylinder head is modified to induce the downward flow to allow a flame generated at the spark plug to expand toward the central portion of the combustion chamber where the turbulent flow energy is high, so that both the initial combustion rate and the main combustion rate are high are, and thereby the engine efficiency can be improved.

Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung weisen weitere Merkmale und Vorteile auf, die sich aus den beigefügten Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung ergeben oder ausführlicher dargelegt sind, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erklären.The methods and apparatus of the present invention have other features and advantages that are apparent from, or are set forth in, the accompanying drawings, which are incorporated herein and the following detailed description, which together serve to explain certain principles of the present invention.

FigurenlisteFigure list

  • 1A und 1B sind Ansichten, die eine Strömungsgeschwindigkeit und turbulente Strömungsenergie veranschaulichen, die sich aus einer Tumbleströmung ergeben, wobei 1A veranschaulicht, dass die Strömungsgeschwindigkeit an einem mittleren Abschnitt einer Brennkammer niedrig und an einem äußeren Umfang der Brennkammer hoch ist, und 1B veranschaulicht, dass aufgrund einer Geschwindigkeitsabweichung (dV/dt) die turbulente Strömungsenergie im mittleren Abschnitt der Brennkammer hoch und am äußeren Umfang der Brennkammer niedrig ist. 1A and 1B are views illustrating flow velocity and turbulent flow energy resulting from tumble flow, wherein 1A illustrates that the flow rate is low at a central portion of a combustion chamber and high at an outer periphery of the combustion chamber, and 1B illustrates that due to a speed deviation (dV / dt) the turbulent flow energy is high in the central section of the combustion chamber and low on the outer periphery of the combustion chamber.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht, die exemplarisch einen Zustand darstellt, in dem eine Zündkerze des Stands der Technik in einer Brennkammer angeordnet ist. 2nd 11 is a cross-sectional view exemplifying a state in which a prior art spark plug is disposed in a combustion chamber.
  • 3A und 3B sind Ansichten, die eine exemplarische Ausführungsform einer Zündkerze zum Erhöhen der Verbrennungsgeschwindigkeit eines Benzinmotors gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, wobei 3A eine Ansicht ist, die exemplarisch einen Zustand veranschaulicht, in dem die Zündkerze angeordnet ist, und 3B eine Ansicht ist, die exemplarisch die Zündkerze darstellt. 3A and 3B 14 are views illustrating an exemplary embodiment of a spark plug for increasing the combustion speed of a gasoline engine according to an exemplary embodiment of the present invention, wherein 3A FIG. 14 is a view exemplarily illustrating a state in which the spark plug is disposed, and 3B FIG. 12 is a view exemplifying the spark plug.
  • 4A, 4B und 4C sind Ansichten, die eine weitere exemplarische Ausführungsform der Zündkerze zur Erhöhung der Verbrennungsgeschwindigkeit eines Benzinmotors gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, bei der 4A eine Querschnittsansicht ist, die exemplarisch einen Zustand veranschaulicht, in dem die Zündkerze angeordnet ist, 4B eine Ansicht ist, die exemplarisch die Zündkerze veranschaulicht, und 4C eine Ansicht ist, die exemplarisch einen Zustand veranschaulicht, in dem eine geneigte Oberfläche, die auf einem Körper der Zündkerze ausgebildet ist, in einer Einlassrichtung derselben vorgesehen ist. 4A , 4B and 4C 14 are views illustrating another exemplary embodiment of the spark plug for increasing the combustion speed of a gasoline engine according to an exemplary embodiment of the present invention, in which 4A FIG. 14 is a cross-sectional view exemplarily illustrating a state in FIG where the spark plug is located 4B FIG. 4 is a view exemplifying the spark plug, and 4C 14 is a view exemplarily illustrating a state in which an inclined surface formed on a body of the spark plug is provided in an inlet direction thereof.
  • 5 ist eine Ansicht, die exemplarisch einen Zustand veranschaulicht, in dem die Zündkerze zur Erhöhung der Verbrennungsgeschwindigkeit eines Benzinmotors gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eine Brennkammer angeordnet sind. 5 10 is a view exemplifying a state in which the spark plug for increasing the combustion speed of a gasoline engine according to an exemplary embodiment of the present invention and a combustion chamber are arranged.
  • 6 ist eine Ansicht, die exemplarisch einen Zustand veranschaulicht, in dem die Zündkerze zur Erhöhung der Verbrennungsgeschwindigkeit eines Benzinmotors gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eine Brennkammer angeordnet sind. 6 11 is a view exemplifying a state in which the spark plug for increasing the combustion speed of a gasoline engine according to another exemplary embodiment of the present invention and a combustion chamber are arranged.
  • 7 ist eine Ansicht, die eine Relation des Tumble-Verhältnis zur turbulenten Strömungsenergie veranschaulicht. 7 is a view illustrating a relation of the tumble ratio to the turbulent flow energy.
  • 8 ist eine Ansicht, die eine Relation der Strömungsgeschwindigkeit zur Verbrennungszeit veranschaulicht. 8th Fig. 10 is a view illustrating a relation of the flow rate to the combustion time.
  • 9 ist eine Ansicht, die eine Relation der turbulenten Strömungsenergie zur Verbrennungszeit veranschaulicht. 9 Fig. 12 is a view illustrating a relation of turbulent flow energy to combustion time.

Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale darstellen, welche die Grundprinzipien der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin enthalten sind, einschließlich beispielsweise spezifischer Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, werden teilweise durch die besonders vorgesehene Anwendungs- und Einsatzumgebung bestimmt.It is to be understood that the accompanying drawings are not necessarily to scale and are a somewhat simplified illustration of various features that illustrate the basic principles of the present invention. The specific design features of the present invention, including, for example, specific dimensions, orientations, positions and shapes, are determined in part by the particular application and application environment.

In den Figuren beziehen sich die Bezugszahlen auf den gleichen oder gleichwertigen Teil der vorliegenden Erfindung in den einzelnen Figuren der Zeichnung.In the figures, the reference numbers refer to the same or equivalent part of the present invention in the individual figures of the drawing.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT

Es wird nun ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en) verwiesen, deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die vorliegende(n) Erfindung(en) in Verbindung mit exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu bestimmt ist, die vorliegende(n) Erfindung(en) auf diese exemplarischen Ausführungsformen zu beschränken. Andererseits soll/sollen die vorliegende(n) Erfindung(en) nicht nur die exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung abdecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, die in den Geist und den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung im Sinne der beigefügten Ansprüche einbezogen werden können.Reference will now be made in detail to various embodiments of the present invention (s), the examples of which are illustrated in the accompanying drawings and described below. Although the present invention (s) are described in connection with exemplary embodiments of the present invention, it should be understood that the present description is not intended to limit the present invention (s) to these exemplary embodiments. On the other hand, the present invention (s) are intended to cover not only the exemplary embodiments of the present invention, but also various alternatives, modifications, equivalents, and other embodiments that are within the spirit and scope of the present invention within the meaning of the appended claims can be included.

Ein für die Beschreibung irrelevanter Teil entfällt, um die vorliegende Erfindung klar zu beschreiben, und die gleichen oder ähnliche Bestandteile werden durch dieselben Bezugszahlen in der gesamten Beschreibung gekennzeichnet. Darüber hinaus dürfen Begriffe oder Wörter, die in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, nicht so ausgelegt werden, dass sie sich auf eine allgemeine oder wörterbuchmäßige Bedeutung beschränken, sondern als eine Bedeutung und ein Konzept interpretiert werden, das dem technischen Geist der vorliegenden Erfindung entspricht, basierend auf dem Grundsatz, dass ein Erfinder ein Konzept eines Begriffs angemessen definieren kann, um seine eigene Erfindung durch die bestmögliche Methode zu beschreiben.A portion irrelevant to the description is omitted to clearly describe the present invention, and the same or similar parts are identified by the same reference numerals throughout the description. In addition, terms or words used in the description and claims should not be construed to be limited to a general or dictionary meaning, but rather should be interpreted as meaning and concept that is within the technical spirit of the present invention corresponds based on the principle that an inventor can adequately define a concept of a term to describe his own invention by the best possible method.

Nachfolgend wird eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.Hereinafter, an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

3A und 3B sind Ansichten, die eine exemplarische Ausführungsform einer Zündkerze zum Erhöhen der Verbrennungsgeschwindigkeit eines Benzinmotors gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, wobei 3A eine Ansicht ist, die exemplarisch einen Zustand veranschaulicht, in dem die Zündkerze angeordnet ist, und 3B eine Ansicht ist, welche die Zündkerze exemplarisch darstellt. 3A and 3B 14 are views illustrating an exemplary embodiment of a spark plug for increasing the combustion speed of a gasoline engine according to an exemplary embodiment of the present invention, wherein 3A FIG. 14 is a view exemplarily illustrating a state in which the spark plug is disposed, and 3B FIG. 12 is a view exemplifying the spark plug.

Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 3A dargestellt, sind Elektroden einer Zündkerze 1, die ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft in einer Brennkammer 21 eines Verbrennungsmotors zünden, an einer Position positioniert, an der eine Strömungsgeschwindigkeit hoch ist, und ein Endabschnitt eines Körpers 10 der Zündkerze und ein Endabschnitt eines Zylinderkopfes 20, an dem die Zündkerze angeordnet ist, sind an einer diagonalen Linie positioniert, um eine Tumbleströmung nach unten zu induzieren und um einer an der Zündkerze 1 erzeugten Flamme zu ermöglichen, sich zu einem mittleren Abschnitt der Brennkammer auszudehnen, an dem eine turbulente Strömungsenergie hoch ist, so dass sowohl eine anfängliche Verbrennungsgeschwindigkeit als auch eine Hauptverbrennungsgeschwindigkeit hoch sind.According to an exemplary embodiment of the present invention, as in 3A shown are electrodes of a spark plug 1 which is a mixture of fuel and air in a combustion chamber 21st of an internal combustion engine, positioned at a position where a flow rate is high, and an end portion of a body 10th the spark plug and an end portion of a cylinder head 20th , on which the spark plug is located, are positioned on a diagonal line to induce tumble flow down and around one on the spark plug 1 generated flame to expand to a central portion of the combustion chamber where turbulent flow energy is high, so that both initial combustion rate as well as a main combustion rate are high.

Das heißt, wie in 3B veranschaulicht, wird eine geneigte Oberfläche 11, die an einem Endabschnitt des Körpers 10 der Zündkerze ausgebildet ist, um einen ganzen Umfang des Körpers 10 herum ausgebildet, so dass es möglich ist, die Tumbleströmung aktiv in eine Richtung zu induzieren, die durch den in 3A dargestellten Pfeil angezeigt wird, der die Verbrennung fördert.That is, as in 3B illustrates an inclined surface 11 that are on an end portion of the body 10th the spark plug is formed around an entire circumference of the body 10th formed around, so that it is possible to actively induce the tumble flow in a direction by the in 3A shown arrow is displayed, which promotes combustion.

Ein Zusammenhang zwischen der Verbrennungsgeschwindigkeit und der Tumbleströmung wird im Folgenden anhand von 7 bis 9 beschrieben.A connection between the rate of combustion and the tumble flow is shown below with the help of 7 to 9 described.

Wie in 7 dargestellt, ist ausgehend von einer Tendenz der turbulenten Strömungsenergie zum Zeitpunkt der Zündung in Bezug auf das Tumble-Verhältnis zu erkennen, dass zum Zeitpunkt des letzten Kompressionshubs eine starke turbulente Strömung entsteht, welche die Verbrennung fördert.As in 7 shown, starting from a tendency of the turbulent flow energy at the time of ignition in relation to the tumble ratio, it can be seen that at the time of the last compression stroke a strong turbulent flow arises which promotes combustion.

Das heißt, die turbulente Strömungsenergie zum Zeitpunkt der Zündung wird mit zunehmendem Tumble-Verhältnis erhöht.This means that the turbulent flow energy at the time of ignition increases as the tumble ratio increases.

Wie in 8 dargestellt, ist zu erkennen, dass bei einer Erhöhung der Verbrennungsgeschwindigkeit aufgrund einer starken Strömung zum Zeitpunkt der Zündung die Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird und die Verbrennungsgeschwindigkeit erhöht wird, so dass die Verbrennungszeit verkürzt wird.As in 8th shown, it can be seen that if the combustion speed increases due to a strong flow at the time of ignition, the flow speed increases and the combustion speed increases so that the combustion time is shortened.

Wie in 9 dargestellt, ist zu erkennen, dass die aus der turbulenten Strömungsenergie resultierende Verbrennungszeit verringert wird, da die Verbrennungsgeschwindigkeit mit zunehmender turbulenter Strömungsenergie erhöht wird.As in 9 shown, it can be seen that the combustion time resulting from the turbulent flow energy is reduced since the combustion speed increases with increasing turbulent flow energy.

Um die in den 7 bis 9 dargestellten Bedingungen zu erfüllen, werden die Elektroden der Zündkerze 1 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einer Position positioniert, an der die Strömungsgeschwindigkeit hoch ist, wie in 3A dargestellt, so dass die Anfangsverbrennungsgeschwindigkeit erhöht wird, eine Flamme auf den mittleren Abschnitt der Brennkammer gerichtet wird, an dem die turbulente Strömungsenergie hoch ist, und dadurch die Hauptverbrennungsgeschwindigkeit erhöht werden kann.To the in the 7 to 9 To meet the conditions shown, the electrodes of the spark plug 1 According to an exemplary embodiment of the present invention, positioned at a position where the flow rate is high, as in FIG 3A shown so that the initial combustion rate is increased, a flame is directed to the central portion of the combustion chamber where the turbulent flow energy is high, and thereby the main combustion rate can be increased.

Im vorliegenden Fall kann eine Verlängerungslinie der am Körper 10 der Zündkerze ausgebildeten geneigten Oberfläche 11 auf einen Abschnitt zwischen einem inneren Elektrodenmittelpunkt Pl und einem äußeren Elektrodenmittelpunkt P2 gerichtet sein.In the present case, an extension line of the body 10th the inclined surface of the spark plug 11 to a section between an inner electrode center Pl and an outer electrode center P2 be directed.

4A, 4B und 4C sind Ansichten, die eine weitere exemplarische Ausführungsform der Zündkerze zur Erhöhung der Verbrennungsgeschwindigkeit eines Benzinmotors gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, bei der 4A eine Querschnittsansicht ist, die exemplarisch einen Zustand veranschaulicht, in dem die Zündkerze angeordnet ist, 4B eine Ansicht, die exemplarisch die Zündkerze veranschaulicht, und 4C eine Ansicht ist, die exemplarisch einen Zustand veranschaulicht, in dem eine am Körper der Zündkerze gebildete geneigte Oberfläche in einer Einlassrichtung derselben vorgesehen ist. 4A , 4B and 4C 14 are views illustrating another exemplary embodiment of the spark plug for increasing the combustion speed of a gasoline engine according to an exemplary embodiment of the present invention, in which 4A 11 is a cross-sectional view exemplarily illustrating a state in which the spark plug is disposed, 4B a view that exemplifies the spark plug, and 4C 14 is a view exemplarily illustrating a state in which an inclined surface formed on the body of the spark plug is provided in an inlet direction thereof.

Die Grundgestaltungen gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die gleichen wie die der vorgenannten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.The basic configurations according to the exemplary embodiment of the present invention are the same as those of the aforementioned exemplary embodiment of the present invention.

Wie in 4C dargestellt, wird jedoch nur in Einlassrichtung eine geneigte Oberfläche 11a ausgebildet, die an einem Endabschnitt des Körpers 10 der Zündkerze ausgebildet ist, um die Verbrennung unter einer Bedingung durchzuführen, bei der sowohl die anfängliche Verbrennungsgeschwindigkeit als auch die Hauptbrennungsgeschwindigkeit am höchsten sind.As in 4C is shown, however, an inclined surface is only in the inlet direction 11a formed on an end portion of the body 10th the spark plug is configured to carry out the combustion under a condition in which both the initial combustion speed and the main combustion speed are the highest.

5 ist eine Ansicht, die exemplarisch einen Zustand veranschaulicht, in dem die Zündkerze zur Erhöhung der Verbrennungsgeschwindigkeit eines Benzinmotors gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und der Brennkammer angeordnet ist. Die Brennkammer 21 des Zylinderkopfes 20 weist eine gekrümmte Nut 21a auf, die auf der Verlängerungslinie der geneigten Fläche 11a des Körpers 10 der Zündkerze gebildet ist, so dass es möglich ist, die Strömung aktiver zu induzieren. 5 FIG. 12 is a view exemplifying a state in which the spark plug for increasing the combustion speed of a gasoline engine according to an exemplary embodiment of the present invention and the combustion chamber is arranged. The combustion chamber 21st of the cylinder head 20th has a curved groove 21a on that on the extension line of the inclined surface 11a of the body 10th the spark plug is formed so that it is possible to induce the flow more actively.

6 ist eine Ansicht, die exemplarisch einen Zustand veranschaulicht, in dem die Zündkerze zur Erhöhung der Verbrennungsgeschwindigkeit eines Benzinmotors gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einer Brennkammer angeordnet ist. Eine konkave gekrümmte Nut 21a wird entlang eines Kreises gebildet, der mit einem Körper 10 der Zündkerze konzentrisch in der Brennkammer 21 des Zylinderkopfes 20 angeordnet ist, so dass sich eine an der Zündkerze 1 erzeugte Flamme zum mittleren Abschnitt der Brennkammer ausdehnt, in dem die turbulente Strömungsenergie hoch ist, und dadurch sowohl eine anfängliche Verbrennungsgeschwindigkeit als auch eine Hauptversorgungsgeschwindigkeit hoch sind. 6 10 is a view exemplifying a state in which the spark plug for increasing the combustion speed of a gasoline engine according to another exemplary embodiment of the present invention and a combustion chamber is arranged. A concave curved groove 21a is formed along a circle with a body 10th the spark plug concentrically in the combustion chamber 21st of the cylinder head 20th is arranged so that one on the spark plug 1 generated flame extends to the central portion of the combustor where the turbulent flow energy is high and thereby both an initial combustion rate and a main supply rate are high.

Da beispielsweise die Strömung meist in einer Richtung von einem Einlassteil zu einem Auslassteil ausgebildet ist, wird die gekrümmte Nut 21a ausgebildet, um die Strömung aktiver zu induzieren.For example, since the flow is usually in one direction from one inlet part to one Outlet part is formed, the curved groove 21a trained to induce flow more actively.

Zur Erleichterung der Erläuterung und genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „oberer“, „unterer“, „innerer“, „äußerer“, „ oben“, „ unten“, „oberer“, „unterer“, „nach oben“, „nach unten“, „front“, „heck“, „innerhalb“, „außerhalb“, „nach innen“, „nach außen“, „inwärts gerichteten“, „auswärts gerichteten“, „Vorwärts“ und „Rückwärts“ verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die Positionen solcher Merkmale, wie sie in den Figuren dargestellt sind, zu beschreiben. Es wird weiter verstanden, dass sich der Begriff „verbinden“ oder seine Derivate sowohl auf die direkte als auch auf die indirekte Verbindung beziehen.For ease of explanation and precise definition in the appended claims, the terms "upper", "lower", "inner", "outer", "upper", "lower", "upper", "lower", "up" , "Down", "front", "rear", "inside", "outside", "inside", "outside", "inward", "outward", "forward" and "backward" to describe features of the exemplary embodiments with respect to the locations of such features as shown in the figures. It is further understood that the term "connect" or its derivatives refer to both the direct and the indirect connection.

Die vorstehenden Beschreibungen spezifischer exemplarischer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden zur Veranschaulichung und Beschreibung dargestellt. Sie sind nicht dazu bestimmt, vollständig zu sein oder die vorliegende Erfindung auf die genau offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind im Lichte der obigen Lehren viele Änderungen und Variationen möglich. Die exemplarischen Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erklären, damit andere Fachkräfte verschiedene exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herstellen und nutzen können. Es ist vorgesehen, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.The foregoing descriptions of specific exemplary embodiments of the present invention have been presented for purposes of illustration and description. They are not intended to be exhaustive or to limit the present invention to the precise forms disclosed, and obviously many changes and variations are possible in light of the above teachings. The exemplary embodiments have been selected and described to explain certain principles of the present invention and their practical application so that those skilled in the art can make and use various exemplary embodiments of the present invention, as well as various alternatives and modifications thereof. It is intended that the scope of the present invention be defined by the appended claims and their equivalents.

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Claims (6)

Zündkerze zum Erhöhen einer Verbrennungsgeschwindigkeit eines Benzinmotors, wobei ein Ende eines Körpers einer Zündkerze, der ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft in einer Brennkammer eines Verbrennungsmotors entzündet, und ein Ende eines Zylinderkopfes, an dem die Zündkerze angebracht ist, auf einer diagonalen Linie positioniert sind, um eine Tumbleströmung nach unten zu induzieren und es einer an der Zündkerze erzeugten Flamme zu ermöglichen, sich zu einem mittleren Abschnitt der Brennkammer auszudehnen, in welchem eine turbulente Strömungsenergie hoch ist, so dass sowohl eine anfängliche Verbrennungsgeschwindigkeit als auch eine Hauptverbrennungsgeschwindigkeit hoch sind.Spark plug for increasing a combustion speed of a gasoline engine, wherein one end of a body of a spark plug igniting a mixture of fuel and air in a combustion chamber of an internal combustion engine and one end of a cylinder head to which the spark plug is attached are positioned on a diagonal line, to induce tumble flow down and allow a flame generated at the spark plug to expand to a central portion of the combustion chamber in which turbulent flow energy is high so that both an initial combustion rate and a main combustion rate are high. Zündkerze gemäß Anspruch 1, wobei der Körper der Zündkerze eine geneigte Oberfläche aufweist, die am Endabschnitt des Körpers der Zündkerze um einen gesamten Umfang des Körpers herum ausgebildet ist.Spark plug according to Claim 1 , wherein the body of the spark plug has an inclined surface formed at the end portion of the body of the spark plug around an entire circumference of the body. Zündkerze gemäß Anspruch 1, wobei der Körper der Zündkerze eine geneigte Oberfläche aufweist, die nur an einer Seite am Endabschnitt des Körpers der Zündkerze ausgebildet ist.Spark plug according to Claim 1 , wherein the body of the spark plug has an inclined surface formed on only one side at the end portion of the body of the spark plug. Zündkerze gemäß Anspruch 3, wobei die geneigte Oberfläche, die am Endabschnitt des Körpers der Zündkerze ausgebildet ist, nur in einer Einlassrichtung davon ausgebildet ist.Spark plug according to Claim 3 , the inclined surface formed on the end portion of the body of the spark plug being formed only in an inlet direction thereof. Zündkerze gemäß Anspruch 1, wobei der Körper der Zündkerze eine geneigte Oberfläche aufweist, die am Endabschnitt des Körpers der Zündkerze ausgebildet ist und aus einer Oberfläche des Zylinderkopfes vorstehend ausgebildet ist.Spark plug according to Claim 1 wherein the body of the spark plug has an inclined surface formed on the end portion of the body of the spark plug and protruding from a surface of the cylinder head. Zündkerze gemäß Anspruch 1, wobei der Körper der Zündkerze eine geneigte Oberfläche aufweist, die an dem Körper der Zündkerze ausgebildet ist, und wobei die Brennkammer des Zylinderkopfes eine gekrümmte Nut aufweist, die auf einer Verlängerungslinie der geneigten Oberfläche ausgebildet ist, die auf dem Körper der Zündkerze ausgebildet ist.Spark plug according to Claim 1 , wherein the body of the spark plug has an inclined surface formed on the body of the spark plug, and wherein the combustion chamber of the cylinder head has a curved groove formed on an extension line of the inclined surface formed on the body of the spark plug.
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